JPH0788305A - 上向流ろ過装置 - Google Patents

上向流ろ過装置

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JPH0788305A
JPH0788305A JP25528593A JP25528593A JPH0788305A JP H0788305 A JPH0788305 A JP H0788305A JP 25528593 A JP25528593 A JP 25528593A JP 25528593 A JP25528593 A JP 25528593A JP H0788305 A JPH0788305 A JP H0788305A
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JP
Japan
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water
packed
filtration
filter
air
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JP25528593A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Kataoka
克之 片岡
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Ebara Corp
Ebara Research Co Ltd
Original Assignee
Ebara Corp
Ebara Research Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 SSの捕捉容量が大きく、SS除去率も高
く、かつろ過水を使用することなく洗浄できる、新方式
による上向流ろ過装置を提供すること。 【構成】 槽内を多孔性通水部材で多段に区画して複数
のろ過室を形成し、最下段の多孔性通水部材より下方を
沈殿部とし、該沈殿部に原水の供給手段と、槽底部に沈
澱物の排出手段を設けると共に、最下段の多孔性通水部
材より上方の多孔性通水部材の間に形成された複数のろ
過室に各々水に浮上性で、かつ上段のろ過室ほど小粒子
のろ材を浮上状態で充填した充填層と、その下方に空間
部を形成し、該空間部に散気手段を配備し、最上段の多
孔性通水部材より上方に処理水の流出手段を設けた上向
流ろ過装置である。ここで、充填層に充填されたろ材の
粒径は下段のろ材の粒径の方が大きいことが重要であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はろ過装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来より、ろ材として、水より重い砂、
アンスラサイトを用いる下向流ろ過法においては、粒径
が大きく比重が小さいアンスラサイト層の下部に、それ
よりも粒径が小さく比重が大きな砂層を設けた2層ろ過
法が公知である。一方、水に浮上する濾材による上向流
ろ過装置は特開昭51−118161号公報等において
公知であり、実施例もある。しかし従来の技術は、1種
類の浮上ろ材を用いた単層ろ過法であるため、SSの捕
捉量が少なく目詰まりを生じるため、頻繁なろ層洗浄が
必要であった。特に前記浮上ろ材を用いた上向流ろ過に
おいて、ろ層を2層にするという概念は従来存在せず、
そのための具体化手段も開示されていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、SSの捕捉
容量が大きく、SS除去率も高く、かつろ過水を使用す
ることなく洗浄できる、新方式による上向流ろ過装置を
提供することを課題としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下に示す
本発明の上向流ろ過装置によって達成される。すなわ
ち、1)槽内を多孔性通水部材で多段に区画して複数の
ろ過室を形成し、最下段の多孔性通水部材より下方を沈
殿部とし、該沈殿部に原水の供給手段と、槽底部に沈澱
物の排出手段を設けると共に、最下段の多孔性通水部材
より上方の多孔性通水部材の間に形成された複数のろ過
室に各々水に浮上性で、かつ上段のろ過室ほど小粒子の
ろ材を浮上状態で充填した充填層と、その下方に空間部
を形成し、該空間部に散気手段を配備し、最上段の多孔
性通水部材より上方に処理水の流出手段を設けたことを
特徴とする上向流ろ過装置、好ましくは、2)前記ろ材
の内、最下段の充填層に充填されるろ材の粒径が5mm
以上60mm以下、最上段の充填層に充填されるろ材の
粒径が0.5mm以上5mm未満とし、かつ隣合うろ過
室の上段側の充填層に充填されるろ材の粒径は、下段の
充填層に充填されるろ材の粒径を超えないことを特徴と
する上記1)記載の上向流ろ過装置によって達成され
る。
【0005】本発明の上向流ろ過装置を図1に示した。
以下に図1を参照しながら、本発明の構成例を説明し、
その後作用について記述するが、以下の構成例及び作用
の説明は本発明を制限するものではない。
【0006】図1において、上向流ろ過装置1は、該装
置1内に横断して張設された、下より多孔性通水部材
2、3及び4の3枚の多孔性通水部材によって4層のろ
過室に分画されている。分画された4層のろ過室は、最
下層より沈殿部C、次いで多孔性通水部材2を介してろ
過室D、さらに多孔性通水部材3を介してろ過室E、そ
して最上層は多孔性通水部材4を介して空間部Fとす
る。最下層の沈殿部C及び最上層の空間部Fにはろ材が
充填されていない。ろ過室Dには水浮上性の粗い粒径の
多孔性粒状物のろ材aを充填して充填層Aとし、その上
のろ過室Eにはろ材aより粒径の小さな、やはり水浮上
性の多孔性粒状物の粒状ろ材bを充填して充填層Bとす
る。充填層Aの層の厚みは0.5〜2m程度、充填層B
の層の厚みも0.5〜2m程度が好適であるが、両層の
厚みは同じであっても、異なっていても良い。また、ろ
過室D及びろ過室Eの厚みも0.5〜2m程度である
が、これらろ過室はろ材a及びbが洗浄時攪乱拡張され
るに十分な厚みであれば良く、特に限定されない。
【0007】最下層の沈殿部Cには、原水供給弁6を備
えた原水供給管5が設置され、系外より原水を供給し、
沈殿部Cの底部には弁18を備え、沈殿し易いSSから
構成されている沈殿汚泥7を排出する沈澱物排出管8が
設けられている。なお、原水供給管6は装置1への開口
部付近に、添加弁11を備えた凝集剤添加管10が連結
されていても良い。多孔性通水部材2を介して沈殿部C
の上部に設けたろ過室Dには、前記ろ材aはろ過室D一
杯に充填されておらず、従って原水をろ過している際に
はろ材aが多孔性通水部材3の下に充填された状態で充
填層Aを形成しており、またろ過室Dの充填層Aの下部
には散気部材12が設置されている。散気部材12に
は、弁14を備えた気体供給管13より系外から空気な
どの酸素含有気体が供給され、充填層A内に散気する。
【0008】同様に、多孔性通水部材3を介してろ過室
Dの上部に設けたろ過室Eには、前記ろ材bはろ過室E
一杯に充填されておらず、従って原水をろ過している際
にはろ材bが多孔性通水部材4の下に充填された状態で
充填層Bを形成しており、ろ過室Eの充填層Bの下部に
は散気部材15が設置されている。散気部材15には、
弁17を備えた空気供給管16より散気部材15に空気
を供給し充填層B内に散気する。また、ろ過室Eには時
に洗浄排水に使用する弁19を備えた中間排水管18が
設置されている。充填層Bの上部は多孔性通水部材4を
介して空間部Fとなっており、空間部Fを構成する装置
1の外壁が越流堰17となり、越流堰17の周りに設け
られたろ過水渠21に設けられた弁23を備えたろ過水
流出管22からろ過水が系外に流出する。以上が装置1
の構成の1例である。
【0009】充填層A及び充填層Bに充填される水浮上
性の多孔性粒状物からなるろ材の素材は、同じであって
も良く、異なっていても良い。しかしながら、ろ材は水
浮上性であり、充填層Aに充填されるろ材aの粒径d1
は充填層Bに充填されるろ材bの粒径d 2より大きいこ
とが重要である。好ましい粒径としては、ろ材aの粒径
1 は5ないし60mmであり、ろ材bの粒径d 2
0.5ないし5mmである.ろ材の構成材料としては、
水浮上性の多孔性粒状物であれば、特に限定されない
が、好ましい構成材料を例示すれば、ポリウレタンンフ
ォーム、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレン、発泡ポ
リプロピレン等の発泡性プラスチックス及び鉱物系軽量
骨材等である。特に、充填層Aのろ材としては、SSを
ろ材自身の構造内に捕捉し得る素材が良く、例えば、立
体網目構造をもつポリウレタンンフォーム等の素材が好
ましい。
【0010】
【作用】以下に本発明の作用について説明する。例えば
下水や下水の活性汚泥処理水等のSSを含む原水が、原
水供給管5から本発明のろ過装置1の下部の沈殿部Cに
流入し、沈殿部Cで粗大粒子等の沈降性のよいものが沈
殿した後、上向流となって水浮上性の多孔性粒状物のろ
材aが充填された充填層Aに流入し、SSの大部分がこ
こでろ過除去される。しかして、充填層Aからの流出水
はより粒径の小さい水浮上性の多孔性粒状物のろ材bが
充填された充填層Bに流入し、充填層Aで除去されなか
った残留SSが高度に除去され、清澄なろ過水がろ過水
流出管22から流出して行く。なお、凝集ろ過を行う場
合には、凝集剤添加管10よりPACやカチオンポリマ
ー等の凝集剤を、原水供給管5において原水に添加し
て、沈殿部Cで凝集するSSを凝集沈殿させる。
【0011】また、本発明のろ過装置1では、ろ材に微
生物を付着させて、生物ろ過を行わせることも可能であ
り、好気性生物ろ過を行う場合には、少なくとも、散気
部材12から空気など酸素含有ガスを充填層Aに供給す
れば良い。さらにまた、充填層Bの下部に設けた散気部
材15に空気供給管16から空気を供給して充填層Bを
好気性に維持し、一方散気部材12からの酸素含有ガス
の散気を停止し、充填層Aを嫌気性に維持するようにし
て生物処理することも可能である。
【0012】本発明は、充填層A及び充填層Bに充填す
るろ材として、水浮上性の多孔性粒状物からなるろ材を
使用することが特徴である。水浮上性のろ材を使用する
ことにより、ろ床、すなわち充填層は、ろ材を通過させ
ない目を有する多孔性通水部材を装置内の適所に横断的
に張設し、その下部にろ材を充填すれば簡単に設けるこ
とができる。前記ろ床の充填層に、ろ過処理する原水は
充填層の下部から上向流として供給されるため、充填層
の下部で固液分離されたSSが相互に凝集し、自然に沈
降することもあり、また以下に述べる充填層の洗浄法に
よって簡単に洗浄することができる。さらにまた洗浄
時、散気部材から空気を供給し空気攪拌すると水の激し
い動きに同伴して、ろ材の粒子も激しく運動し、ろ材に
捕捉されていたSSがドレン水と一緒に系外に排出する
ことができる。
【0013】従来、本発明の装置1のように、2段に充
填層を設けたろ過装置に原水を上向流で通水してろ過す
る処理工程において、上段に水浮上性の多孔性粒状物の
ろ材を用いた例は、平成5年特許願第90489号に出
願中であるが、下段にも水浮上性の多孔性粒状物のろ材
を用いて下水などSSを多く含有する原水のろ過に使用
できなかった。本発明において、より粒径の大きい水浮
上性の多孔性粒状物のろ材の開発により該ろ材を下段に
使用し、上下両段に水浮上性の多孔性粒状物のろ材を用
いてSSが高度に除去された処理水を得ることができ、
かつろ過抵抗の上昇は極めて少なく、処理水中のSSの
増加によりろ過の限界にいたるまで原水の通水が可能で
ある。
【0014】処理水中のSSの量が増加して、処理水の
質が低下した状態になった時、充填層Aと充填層Bを次
のような方法で洗浄する。この洗浄方法も本発明独自の
もので,処理水を用いた逆洗を行う必要がないという特
徴がある。すなわち、原水供給弁6を閉として、原水供
給管5からの原水の供給を止め、散気部材12及び15
から激しく空気を装置1内に吹き込むと充填層Aと充填
層B内のろ材a及びろ材bは激しく攪乱され、ろ材に捕
捉されていたSSがろ材から除去される。次に装置1の
底部の汚泥流出弁9を開放し、装置1内の水をドレンし
すると、発生する下向水流にともなってSSは系外に排
出される。この際充填層A内のろ材a及び充填層B内の
ろ材bは多孔性通水部材2及び多孔性通水部材3によっ
て流出が阻止されるので系外に流出することはない。
【0015】今一つ別の効果的な洗浄方法について説明
する。上記と同様、先ず原水供給弁6を閉として、原水
供給管5からの原水の供給を止め、次に散気部材12及
び15から激しく空気を装置1内に吹き込みながら、装
置1の底部の汚泥流出弁9を開放し、装置1内の水をド
レンし、汚泥流出管8から水を系外に排出し、装置1内
の水位を多孔性通水部材3の位置の近傍まで下げる。か
くして充填層B内の洗浄は終わる。その後汚泥流出弁9
を閉じ、原水供給弁6を開として原水の供給を再開し、
次いで中間排水の弁19を開とすると、充填層A内のS
Sが原水の上向流と空気による攪乱作用によって中間排
水管18から系外に流出して行く。中間排水管18から
排出される水がほぼ清澄になった時点で、中間排水弁1
9を閉じる。暫く後に、清澄なろ過水が装置1の上部の
ろ過水流出管22から流出しはじめる。
【0016】本発明の重要な装置の構成をまとめると、
以下の3点である。 充填層Aと充填層Bとを網、パンチングプレートやグ
レーチングのような多孔性通水部材で区画する。これ
は、充填層Aと充填層B内のろ材の混合を防止するため
である。 多孔性通水部材2、3及び4の3枚の多孔性通水部材
によって分画されたろ過室D及びその中に設けられた充
填層A、ろ過室E及びその中に設けられた充填層Bにお
いて、各々ろ過室内に空間が必ず存在することである。
これら空間の存在によって、洗浄時等における充填層の
膨化が可能となる。 ろ材aの粒径d1 はろ材bの粒径d 2より大きいこ
と。この条件によって、大きなSSの捕捉容量を実現で
きる。
【0017】
【実施例】以下に本発明の上向流ろ過装置によって行っ
た実施例を示す。ただし、本発明はこの説明によって限
定されるものではない。
【0018】団地下水(SS180mg/リットル、B
OD150mg/リットル)を対象にして、本発明の上
向流ろ過装置の性能試験を行った。ろ過速度は240m
/日(上向流)とし一定速度で行った。 (実施例1)充填層Aに粒径10×25×25mmの角
状ポリウレタンフォームを層厚1mに充填し、充填層B
に粒径2mmの球状発泡ポリスチレンを層厚1mに充填
した。 (比較例1)充填層A及びBの両層に粒径10×25×
25mmの角状ポリウレタンフォームを充填した。層厚
はA、B各々1mに設定した。 (比較例2)充填層A及びBの両層に粒径2mmの球状
発泡ポリスチレンを充填した。層厚はA、B各々1mに
設定した。
【0019】実験結果を第1表に示す。
【0020】
【表1】
【0021】第1表から、本発明では、処理水のSS及
びろ過継続時間が比較例1及び2よりも優れていること
が判る。
【0022】
【発明の効果】
(1)SS捕捉容量の大きなろ過装置を提供できる。 (2)2種の水浮上性ろ材を使用することにより、SS
捕捉容量を高め、かつ目詰まりがなく、ろ過抵抗も低く
できる。 (3)凝集剤を使用し、装置内でSSを凝集し、かつろ
過抵抗も低くろ過することができる。 (4)2種の水浮上性ろ材を混合することなくろ過でき
る。 (5)物理的ろ過のみでなく、生物学的ろ過も行うこと
ができる。 (6)装置の洗浄が簡単にかつ短時間に行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の上向流ろ過装置の1例を説明する説明
図である。
【符号の説明】
1 ろ過装置 2 多孔性通水部材 3 多孔性通水部材 4 多孔性通水部材 5 原水供給管 6 原水供給弁 7 沈殿汚泥 8 汚泥流出管 9 汚泥流出弁 10 凝集剤添加管 11 添加弁 12 散気部材 13 気体供給管 14 供給弁 15 散気部材 16 空気供給管 17 供給弁 18 中間排水管 19 排水弁 20 越流堰 21 ろ過水渠 22 ろ過水流出管 23 流出管弁 A 充填層 B 充填層 C 沈殿部 D ろ過室 E ろ過室 F 空間部 a ろ材 b ろ材 d1 粒径 d2 粒径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 23/10 C

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 槽内を多孔性通水部材で多段に区画して
    複数のろ過室を形成し、最下段の多孔性通水部材より下
    方を沈殿部とし、該沈殿部に原水の供給手段と、槽底部
    に沈澱物の排出手段を設けると共に、最下段の多孔性通
    水部材より上方の多孔性通水部材の間に形成された複数
    のろ過室に各々水に浮上性で、かつ上段のろ過室ほど小
    粒子のろ材を浮上状態で充填した充填層と、その下方に
    空間部を形成し、該空間部に散気手段を配備し、最上段
    の多孔性通水部材より上方に処理水の流出手段を設けた
    ことを特徴とする上向流ろ過装置。
  2. 【請求項2】 前記ろ材の内、最下段の充填層に充填さ
    れるろ材の粒径が5mm以上60mm以下、最上段の充
    填層に充填されるろ材の粒径が0.5mm以上5mm未
    満とし、かつ隣合うろ過室の上段側の充填層に充填され
    るろ材の粒径は、下段の充填層に充填されるろ材の粒径
    を超えないことを特徴とする請求項1記載の上向流ろ過
    装置。
JP25528593A 1993-09-20 1993-09-20 上向流ろ過装置 Pending JPH0788305A (ja)

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